数字万用表实验 (2)
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数字万用表的设计
PB07025011 李雅筝 时间：10月31号 38组 得分：
一 实验目的：
1. 掌握万用表的工作原理,组成和特性
2. 掌握万用表的校准方法和使用方法
3. 掌握分压分流电路的连接计算
4.
了解整流滤波电路的过压过流保护电路的作用
二 实验原理
a) 直流电压测量电路
在数字电压表头前面加一级分压电路（分压器），可以扩展直流电压测量的量程。
如图２所示，U 0为数字电压表头的量程（如200mV ），r 为其内阻（如10M Ω），r 1、r 2为分压电阻，U i0为扩展后的量程。
图（2）
图（1）分压电路原理
由于r >> r 2，所以分压比为 2
12
00r r r U U i += 扩展后的量程为 02
2
10U
r r r U i += 实际数字万用表的直流电压挡电路为图（2）所示，它能在不降低输入阻抗 的情况下，达到同样的分压效果。
０～U
b ）交流电压测量电路
数字万用表中交流电压量电路是在直流电压测量电路的基础上，在分压器之后加入了一级交流-直流（AC-DC ）变换器，图（８）为其原理简图。
三 实验步骤
1． 设计制作多量程直流数字电压表
(a) 组装直流数字电压表按图（11）接线，参考电压V REF 输入端接直流电压校准电位器。
（b ） 校准电压表头：用一只成品数字万用表（称为标准表）置于直流电压20V 量程进行监测，调节直流电压电流单元电路中电位器，使之输出一150--200mV 左右的校准电压，然后将标准表表笔（输入）与组装表表笔并联，均置于直流电压200mV 挡，测量直流电压电流单元输出电压，调整“直流电压校准”旋钮使表头读数与标准表读数一致（允许误差±0.5mV ）。
(c) 绘制组装表的电压校准曲线：调节直流电压电流单元电路中电位器，使之输出0-200mv 之间的直流电压，每输出一个值分别用标准表和设计表测量其电压。
记录数据，取九组实数据即可。
交流电
直流电
图（８）AC-DC 变换器原理简图
2.设计制作多量程
交流数字电压表 （1）组装多量程交流数字电压表：
按图（13）接线 （2）交流电压 校准：此部与直流电压校准基本一致，差别仅是最后应调整“交流电压校准”旋钮使表头读数与标准表读数一致（允许误差±1.5mV ）。
(3)绘制组装表交流2V 档的电压校准曲线
四 注意事项
1. 实验时应当“先接线，再通电；先断电，再拆线”，通电前应确认接线无误，避免短路。
2. 即使加有保护电路，也应注意不要用电流挡或电阻挡测量电压，以免造成不必要的损失。
3. 当数字表头最高位显示“1”（或“-1”）而其余位都不亮时，表明输入信号过大，即超量程。
此时应尽快换大量程挡或减小（断开）输入信号，避免长时间超量程。
4. 自锁紧插头插入时不必太用力就可接触良好，拔出时应手捏插头旋转一下就可轻易拔出，避免硬拔硬拽导线，拽断线芯。
图（13） 200mV 交流数字电压表头及其
校准电路
五 实验数据及处理结果
1直流电压表 （偏差=标准值—设计表值）
直流电压量程为200mv 的校准曲线如下图：
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
-0.12
-0.10-0.08-0.06-0.04-0.020.000.020.040.060.08 /mv
2交流电压表 （偏差=标准值—设计表值）
交流电压量程为2v 的校准曲线如下图：
-0.05
-0.04
-0.03
-0.02
-0.01
0.00
/ mv
六实验的总结与心得
1实验前应充分做好预习，尽可能清楚了解原理。
实验连接电路分为表内部分和表外部分,表内部分主要是分压,转换档位,小数点,校准,表外部分提供所需电压.模块化设计的思想会简化对整体原理的理解
2当实验持续的时间较长时，仪器的误差比较大。
尤其是测量交流电压时，人与仪器的距离改变会影响示数。
切换量程时，表的示数会发生跳变，这也是这次实验交流电压表部分误差较大的主要原因。
3导线使用之前先按长短颜色分类；接地的导线不一定连在同一个插孔中，只要通过若干根导线接到大地就可以了。
4本次实验中有很多接线，因此做时一定要细心才能够分清各条线路，遇到困难不能烦，再郁闷也得坚持下去，否则会更郁闷。
实验是锻炼动手能力的好机会，若不能达到此目的，我们做物理实验就没有意义了。
